поверхности шероховатости, обезжиривают органическим растворителем и активируют раствором, содержащим 1 г/л хлористого палладия и10 мл/л соляной кислоты (плотность 1,19).
Активирующий состав наносят кистью в три-четыре приема с промежуточной сушкой каждого слоя на воздухе. Перед химическим никелированием детали с обработанным швом погружают в раствор, содержащий 30 г/л гипофосфита натрия, при температуре 30-40 °С и выдерживают в течение 20 мин для восстановления хлористого палладия до металлического. Затем промывают детвли и наносят покрытие химическим никелем в обычном кислом электролите (не менее 15 мкм). После химического никелирования клеевого шва наружная поверхность алюминиевых деталей подвергается защите соответствующими лакокрасочными материалами.
Изоляция подвесочных приспособлений и мест, не подлежащих покрытию. Защита мест, не подлежащих покрытию, и подвесочных приспособлений производится эмалями ХВЛ-21, ХВЭ-16, ХВЭ-19; эпоксидной смолой типа ЭД-5 или мастикой из клея № 88 с наполнителем из окиси хрома. Изоляцию из мастики снимают бензином или этилацетатом, а изоляцию из хлорвиниловых эмалей - бензином или толуолом.
Основные неполадки при химическом никелировании. При работе с растворами химического никелирования возникают различные неполадки: осаждение никеля на стенках и дне ванны, отслаивание никелевого покрытия и др., которые нужно устранять. Примеры неполадок и способы их устранения приведены в табл. 11.
5. Химическое никелированна неметаллических материалов (пластмасс и неорганических диэлектриков)
Детали из неметаллических материалов с металлическими покрытиями широко внедряются в автомобилестроение, радиотехническую промышленность и другие отрасли, поэтому вопрос о способах химического осаждения металлов в сочетании с гальваническим является очень современным.
Металлизацию производят путем обработки неметаллических деталей в растворах, в которых металлические покрытия образуются в результате восстановления ионов металла, присутствующих в растворе, под действием восстановителей Полученный тонкий слой восстановленного металла затем доращивают гальваническим способом до необходимой толщины. X им и ко-электролитический способ металлизации обеспечивает получение большого количества покрытий по видам и толщинам, не требуя для его выполнения сложного оборудования, дает возможность получить равномерные по толщине покрытия и хорошее сцепление покрытий с основой.
Подготовка поверхности пластмасс. Химическому осаждению металлов из пластмассы предшествуют операции обезжиривания, травления и активирования. Особенно важна операция активирования, ибо в результате ее выполнения на поверхности пластмассы образуются микроскопические зародыши, обычно из палладия или серебра, диаметром в несколько тысячных микрометра, которые служат катализаторами последующей реакции химического восстановления металлов.
Подготовка поверхности заключается в механической или химической обработке с целью создания на поверхности шерохо-
ватости. обеспечивающей необходимую прочность сцепления, а также для удаления жировых пленок. К механической обработке относят такие Операции, как гидроабразивная обработка Иногда в опытном Производстве необходимую шероховатость поверхности получают обработкой шлифовальной шкуркой. Мелкие детали можно обрабатывать во вращающихся барабанах вместе с шлифовальными материалами. Но механическая обработка поверхности пластмасс не дает хорошего сцепления покрытий ; поверхностью и ухудшает декоративные качества. Поэтому механическую подготовку стараются заменить химическими способами обработки поверхности.
В основном механическая обработка применяется при металлизации термореактивных пластмасс, таких как пресс-материалы типа АГ-4, карболиты из пресс-порошков марок К-18-2, К-124-38 и других пластмасс, полученных в результате полимеризации фенол форм альдегидных композиций.
Обработку шлифовальными порошками производят в установках, где смесь воды и электрокорунда с зернистостью №№ 12, 16, 20 подается сжатым воздухом под давлением 0,15-0,20 МПа Продолжительность обработки подбирается опытным путем в зависимости от размеров деталей, природы пластмассы и требуемой шероховатости Контакт абразивных материалов с поверхностью деталей продолжается в пределах 1-3 с, а при использовании сухих абразивных порошков - 0,5-1 с По окончании этой операции осушествляется обдувка чистым сжатым воздухом для удаления оставшихся частиц абразива и разрушенной пластмассы
Операция обезжиривания производится после механической обработки и перед химическим травлением в последнем случае задача обезжиривания заключается в обеспечении равномерного травления поверхности пластмасс Обезжиривание пластмасс осуществляется в органических растворителях или щелочных водных растворах, с добавками поверхностно-активных веществ.
Органические растворители пригодны для удаления с поверхности парафинов, восков и других неомыляемых органических загрязнений Для обезжиривания подбирают такие растворители, которые не растворяют обезжириваемые пластмассы, а также не вызывают ее набухания илн растрескивания. Для обезжиривания пластмасс применяют растворители, приведенные ниже
Полиолефины Поликарбонат
Полистирол . . •
Сополимеры стирола
Поли винил хлорид • •
Фторопласты
Полиакрилаты
Поли метил мет акр плат
П ол и эф и р ы
Ацетон, ксилол Метиловый спирт, три-хлорэтилен
Этиловый и метиловый спирты, трихлор этилен Этиловый спирт, трихлор-этилен, петролейный эфир Этиловый и метиловый спирты, ацетон, трихлор этилен Ацетон
Хорошим средством для обезжиривания пластмасс являются также фреоны.
Щелочные растворы для обезжиривания пластмасс по составу похожи на растворы, применяемые д1я обезжиривания метатлов Для создания щелочной среды применяются легко гидролизую-щиеся соли. Например, пред-тагается щелочной раствор стедующего состава (г/л) тринатрийфосфат 15-20; сода кальцинированная 15-20; моющее средство «Прогресс» 5-10. температура раствора 50-60 °С, продолжительность обработки от 5 до 15 мин.
Из поверхностно-активных веществ наиболее употребительны окси.этклнрованные алкилфенаты (ОП-7, ОП 10. ОП 20. ОП-30). так как они не образуют пены и почти не остаются на поверхности пластмасс.
После обезжиривания следует травление. Эта операция обеспечивает возможность получения прочно сцепленных металлических покрытий. В результате химической обработки в растворах, со держащих сильные окисчители, поверхностный слой пластмассы частично разрушается с образованирм мнкрошероховатости и изменяется химическая природа выходяш,их из поверхность полимерных молекул. Поверхностный слой начинает легко смачиваться водой (становится гидрофильным) вследствие образования полярных групп
При травлении пластмасс типа АБС характер поверхности внешне не измендется, но образовавшиеся по всей поверхности микроуглублепия обеспечивают высокую прочность сцепления металлического слоя вследствие заполнения этих углублений частицами химически осаждаемого металла. По такой же схеме происходит травление сополимеров стирола типа СИП. МСН. нем. Другие же типы пластмасс при травлении подвергаются поверхностному разрушению, что создает необходимую шероховатость
Травильные растворы используются недолго так как в процессе травления пластмасс происходят весьма существенные изменения в составе растворов, которые в заводских условиях невозможно установить химическим анализом. Если значительно увеличивается время травления, растворы полностью заменяют Рецептуры, приведенные в табл 12. служат для приготовления новых травильных растворов.
После выполнения операции травления необходимо очень тщательно отмыть поверхность пластмассовых деталей от остатков кислот и других компонентов травильных растворов. Поэтому осуш,ествляется промывка деталей в трех промывочных ваннах промывка в холодной воде 1-2 мин. промывка в горячей воде 15-30 с, промывка в холодной воде 15-30 с. Для снижения расхода воды промывочные операции следует проводить в двухсекционных ваннах каскадного тнпа.
Таблица 12. Составы растворов и режимы травл<ння
Тип пластмассы
Концентрация компонентов растворов, г/л
Режим трааленин
I-, з:
x п)
о; та я -
1 CL
5 §
Темпера тура, "С
Время обработки, мин
-Л БС-пластмассы АБС *
370 65
400 700
65-70 5.0-55
10-15
10-20
П..ниэтилен
1460
80-85
15-20
Полипропилен
1460
80-90
20-30
АГ-4С
105-110
15-20
Дозированный сте-кловолокнит ДСВ-2Р 2М
90-95
15-20
Поликарбонат
100-105
20-30
Подготовка поверхности неорганических диэлектриков К неорганическим диэлектрикам относятся керамика, стекло, фарфор, слюда, ситаллы. ферриты. Металлизацию неорганических диэлектриков применяют для придания поверхности деталей свойств металла: электропроводности, способности к пайке, теплопроводности. Металлизацию стекла используют для получения зеркал Силикатные материалы (стекло, кварц, ситаллы. слюда ИТ п ) подвергают сначала химическому обезжириванию, а затем обработке в хромовой смеси и в растворе плавиковой
КИСЛОТЫ-
Для химического обезжиривания детали погружают на 10- 15 мин в щелочной раствор, содержащий (г/л): гидроксид натрия 40-50; карбонат натрия 50-80, тринатрийфосфат 40-50; ОС-20 3-8,
Раствор подогревают до температуры 60-70 °С После химического обезжиривания необходимо сделать промывку в горячей и холодной проточной воде Для окончательной очистки поверхности от посторонних веществ производят обработку в хромовой смеси, содержащей от 10 до 30 г двухромовокислого квлия на 500- 600 мл концентрированной (плотность 1.84) серной кислоты. При комнатной температуре Обработку осуществляют от 20 мин до t -1,5 ч Для отмывю! деталей от хромовой смеси промывку производят в проточной воде Б течение 2--3 мин
4 Зак 513
с целью матирования поверхности, т е создания микрошероховатости, необходимой для получения прочного сцепления покрытия, используют растворы с плавиковой кислотой которые хорошо растворяют материалы с содержанием кремния Составы растворов приготавливают смешением концентрированной серной кислоты и плавиковой кислоты в отношении 4:1, Обработку производят при комнатной температуре в течение 5-10 мин. После промывки в Проточной и дистиллированной воде следуют операции сенсиби* лизации, активации и химического осаждения металлов.
Ферритовые материалы после обезжиривания в шелочном растворе и промывок подвергают кипячению в растворе перекиси водорода (10-15 %-ного) и легкому травлению в смеси плавиковой, серной и соляной кислот в течение 1 -10 с
Подготовку поверхности керамических деталей осушествляют шел очным обезжириванием и тшательной промывкой Химическая обработка д.,1я создания микрошероховатостей не производится, так как поверхность керамических деталей всегда имеет шероховатость.
Химическое восстановление никеля яаляется автокаталитической реакцией, так как металл, образовавшийся в результате химического восстановления из раствора, катализирует дальнейшую реакцию восстановления этого же металла. Но для начального периода восстановления металла необходимо, чтобы покрываемая поверхность имела каталитические свойства, которые создаются в результате выполнения операции, называемой активированием Активирование заключается в том. что на обрабатываемую поверхность химическим путем наносят чрезвычайно малые количества металлов, являюшихся катализаторами реакции химического восстановления никеля. Такими катализаторами являются коллоидные частицы или малорастворимые соединения палладия, платины, золота, серебра Самое широкое распространение получил палладий, обладающий высокой каталитической активностью.
Образование каталитического слоя в виде металла, находящегося в коллоидном состоянии, осушествляется в две стадии:
1) сенсибилизированив - нанесение пленки раствора, восстанавливающего каталитический металл (палладий) из раствора его соли;
2) активирование-погружение в раствор соли металл а-катализатора и восстановление его до металлического состояния в пленке раствора, прилегающей к поверхности диэлектрика
Самым эффективным способом сенсибилизации является обработка поверхности в растворе солей двухвалентного олова. Наиболее распространенный раствор состава; олово хлористое 20 - 25 г/л. кислота соляная (плотность 1.2) 40-60 мл/л.
Соляная кислота необходима для предотвращения гидролиза хлористого олова и получения стабильного прозрачного раствора, используемого при комнатной температуре Продолжительность выдержки может колебаться в пределах от 0.5 до 15 мин. После сенсибилизирования необходимо детали промыть в холодной воде, при этом происходит гидролиз хлористого олова по реакции;
SnCl2 + H20= Sn(OH)C! + HCl.
Раствор для сенсибилизации приготовляют и корректируют следующим образом Расчетное количество хлористого олова растворяют в дистиллированной воде в которую добавлена соляная
кислота в соответствии с рецептурой. Раствор перемешивают, дают отстояться и затем сливают в рабочую ванну. В результате окисления раствора кислородом воздуха происходит частичное образование четырехвалентного олова (Sn*""), которое весьма склонно к гидролизу в кистой среде, вследствие чего раствор мутнеет. Чтобы избежать этого явления, рекомендуется в раствор опустить несколько гранул металлического олова, в присутствии которого четырехвалентное олово восстанавливается до первоначального двухвалентного состояния:
Sn*+ + Sn2Sn + .
Для качественной оценки пригодности раствора сенсибилизации одну часть данного раствора смешивают примерно с равным объемом свежеприготовленного раствора для активирования. Раствор пригоден к работе, если полученная смесь окрашивается в красный или коричнево-красный цвет. Раствор для сенсибилизации заменяется свежеприготовленным, если он мутнеет или появляется отрицательная реакция с раствором активирования.
Процесс активирования заключается в том, что на поверхности диэлектрика, сенсибилизированной двухвалентным оловом, происходит реакция восстановления ионов каталитического металла (палладия) по реакции;
Pd+ -f Sn+ Pd -f Sn* + .
Металлический палладий в коллоидном виде равномерно распределяется тончайшим слоем по всей поверхности обрабатываемой детали.
Для активирования любых типов пластмасс и других диэлектрических материалов применяется раствор 1, содержащий 0,5- 1,0 г/л хлористого палладия и 12-18 г/л соляной кислоты.
Для активирования деталей из диэлектрических материалов, сопряженных с металлическими поверхностями (медь, латунь, бронза), рекомендуется раствор 2. содержащий 4 г/л хлористого палладия, 12 г/л трилона Б и 350 мл/л гидрата окиси аммония (25 %-ный раствор). В этом растворе палладий находится в виде прочного аммиачно-трилонатного комплекса, поэтому контактного выделения палладия на металле не происходит. Выдержка деталей в ванне активирования составляет 2-3 мин После активирования следует тщательная промывка в воде и затем химическое меднение.
Для приготовления раствора 1 расчетное количество хлористого палладия тщательно растирают в фарфоровой ступке, переносят в сосуд с дистиллированной водой, предварительно подкисленной соляной кислотой в соответствии с рецептурой, и нагревают до температуры 50-80 °С до полного растворения хлористого палладия. Приготовленный раствор переносят в рабочую ванну. Для качественной оценки пригодности раствора активирования одну часть указанного раствора смешивают с равным объемом свеже-приготоаленного раствора сенсибилизирования Раствор пригоден к работе, если полученная смесь окрашивается в красный или коричнево-красный цвет Бурый осадок, выпадающий при попадании ионов олова из раствора сенсибилизирования вследствие плохой промывки, удаляют периодическим фильтрованием. Корректирование раствора по содержанию хлористого палладия производят по данным химического анализа.
